Фрикционная предохранительная муфта Советский патент 1988 года по МПК F16D7/02 

//

И

СЛ

//

Изобретение относится к машино-. строению и предназначено для использования в приводах различных машин, работающих в режимах перегрузки.

Целью изобретения является повышение точности и наделшости срабатывания за счет уменьшения влияния коэффициента тренияS лимитирующего подаваемый крутяпщй момент без увели- чения габаритов.

На фиГо изображена предохранительная фрик1г(ионная муфта, обп1ий- вид, продольньш разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3-5 --pacчетные схемы муфты„

Предохранительная фрикционная муфта содеряшт ведущее водило 1 и охватывающий его ведомый барабан 2, которые соединены между собой фрикционной накладкой 3 прикрепленной к гибкой ленте 4, Соосные друг относительно, друга диски 5 и 6 установлены свободно в окружном направлении на водиле 1 и несут закрепленные на них на равном расстоянии от оси муфты сферические упоры; уп.ор 7 закреплен на диске 6, упор. 8 на диске 5. Один конец ленты 4 закреплен на диске З второй н диске 6 (фиг, 2)„ Водило 1 снабжено жестко закрепленным на нем штырем 9, Б котором установлены сферические упоры 10 о Послед1ше могут быть выполнены регулируемымиS перемещаемыми вдоль своей оси. Между упорами 8 и Ю устано:влена пружина 1 1 сжатия под углом к оси муфты- а между упорами 7 и 10 - пружина 12 сжатия под тем же углом к оси муфты. Начальные усилия затяжки пру;кин равны собой.

Усилия пружин 11 и 12 воспринимаются упорами через сферические самоустанав ливаюп: иеся шайбы 13, Ограничение от осевого смещения диска 5 осуществляется стопорными кольцами 14.

Предлагаемая муфта работает следу юп|им образом

Под действием npyjtoH 11 и 12 диски 5 и 6 стремятся повернуться в противоположные стороны относительно оси вращения муфты и, разжимая гибкую ленту 45 прижимают ее вместе с фрик- 1ДИОННОЙ накладкой 3 к внутренней.поверхности барабана 2,

При вращении муфты, например, в направлении против часовой стрелки (фиг. 2)5 набегающий конец гибкой ленты 4 соединен с диском 6, сбегающий - с диском 5. Вследствие этого при передаче крутящего момента пружина 11 (под действием окружной силы от крутящего момента) дополнительно сжимается, пружина 12 растягивается, в результате чего происходит перераспределение усилий, действующих на концы ленты 4: на набегающем конце ленты усилие уменьшается с увеличением передаваемого крутящего момента, на сбегающем конце увеличивается. Это приводит к Повьштению точности срабатывания муфты, что подтверждается приведенными ниже расчетами,

Для определения эксплуатационных характеристик муфты, таких как, например, предельный крутящий момент, передаваемый муфтой, и коэффициент точности срабатывания, воспользуемся расчетными схемами, приведенными на фиг. 3-5. На фиг. 3 изображена схема сил, действующих на штырь 9 водила 1 при статическом состоянии муфты; на фиг. 4 - схема сил, действующих на поводок ведущей полумуфты при передаче крутящего момента; на фиг. 5 - схема сил, действующих на диск 6 при передаче крутящего момента по направлению против часовой стрелки (по фиг. 2).

При расчетах делается допущение - не учитываются центробежные силы, действуюпще на ленту 4, и ее упругость. Момент, передаваемый муфтой

Т,р Q,R - . (Q - Q2)R, (1)

где Q,- усилие на набегающем конце

ленты 4; Q2 усилие на сбегающем конце

ленты 4;

R - внутренний радиус барабана 2. Согласно формуле Эйлера

f0

Q, Q,l ,

(2)

где f - коэффициент трения между накладкой 3 и барабаном 2; 6 - угол обхвата лентой 4 внутренней поверхности барабана

2;

1 - основание натурального логарифма .

Тогда (1) с учетом (2) запишется:

Тпр Q,R(i --Its-)

(3)

Рассматривая равновесие ведущего водила 1 со штырем 9, (фиг. 4) получим:

а) уравнение моментов сил относительно оси вращения водила 1:

(F -н )TCOS(OL -р,) - Т„ - - (F - F, )rcos(oi + (i) 0;

- начальное усилие пружин 11 и 12;

- величина уменьшения силы пружины 12 вследствие уменьшения ее осадки;

- окружная сила от крутящего момента ;

(4)

10

Ч .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для защи- ты приводов машины от перегрузок. Цель - повьпиение точности и надежности срабатьшания. Муфта содержит водило 1, барабан 2 и связывающую их гибкую ленту 4 с фрикционной накладкой 3. На водиле 1 установлены два диска 5 и 6 с упорами 7 и 8, а также штырь 9. Симметрично относительно штыря закреплена под углом к оси муфты пара пружин 11 и 12. Вторые концы пружин-связаны с упорами 7 и 8 Дисков . При вращении водила в любом направлении пружины 11 и 12 сжимаются или растягиваются, обеспечивая перераспределение усилий, действующих на концы ленты 4. Это приводит к повышению точности срабатывания . 5 ил.

б) уравнение равновесия сил, спро- г,ы , У - по фиг. 3

ектированных на ось, совпадающую с линией действия силы Fj (фиг. 4):

(F - F,)cos(oi +р -i-Jf ) + FJ - (F + F,j)cos(oi -/,+ )j ) 0.(5)

В уравнениях (4) и (5) приняты следующие обозначения:

ft - величина пр

при поворот 15направление

F пружины 1 к дуге окру емой центро 1 - величина ум 20 гичного угл Решая совместно (4

FcosU Ы - F - IiLCOsU ± n , Т„ г Ог cos(ot +/3 )г

- F,

Тпр- - -- -- Гсо8(.) Т1

cos(-p. +J) --------- 1

L.J

г cos(oi. jb)

30

Условие равновесия диска 6 (фиг. 5) т:

(F. - F,)rsin(ei + |Ъ) - Q,R О,

уда

.

Q

Подст и решая 35 получим

- cos(et+р + If ) coe(«t-p,)r8in((it+()(1 - JIS)

rI г cos(f- ) , n

-.. - - -f .f---H-b-- ;-: - I,.„.., rcos(,.-P,

о«(-р.

Выражение для определения коэффициента точности срабатьшания муф -

(1 - -) coeU + p) 1

.

-(-p.4)isfft-:-|}-i

(ti- -7) C08(ii +ft) +

L

. cosCeT. )

cosXi -f},)

. cosset-..p) „.

-(

- Анализ выражения (9) показывает, что величина коэффициента точности

ft - величина приращения угла

при повороте штыря 9 меяиу направлением действия силы

F пружины 12 и касательной к дуге окружности, описываемой центром опоры 10;, 1 - величина уменьшения анало- гичного угла для пружины 11. Решая совместно (4) и (5), получим:

г cos(o6-fi,). - (6)

. (F - F,)rsin(eL + /3)

Q (7)

Подставляя (7) в (3) с учетом (6) и решая последнее относительно Т„ , 35 получим:

cos(f- ) , n

--H-b-- ;-:,.„.., rcos(,.-P,

-+ t

о«(-р.

ты выглядит следующим обра зон:

8in(eC-hp)(t - ---)

3in(ei + В)1r-)

f. О

t-,e

срабатывания муфты зависит в основном, от величин углов oi- и /Ь . Так, при б

f О,A; f 0,2; об 60 1,032, a при сг 73

К

р - 6 к

- 1,014.

Таким образом, при данных соотношениях муфта становится практически нечувствительной к изменениям коэффициента трения.

: Муфта может иметь большее число пар пружин.

Муфта передает одинаковые крутя- |цие моменты при реверсе вращения и |срабатывает с одинаковой точностью, (эбладает одинаковыми упругими свойстсчет установки соединительных звеньев пружин не только под углом к оси муфты, а парами, симметрично расположенными в обоих направлениях вращения.

Формула изобретения

Фрикгц онная предохранительная муф- 0 та, содержащая барабан и водило, связанные посредством фрикционной ленты, и механизм стабилизации крутящего момента, вьшопненный в виде двух подпружиненных дисков, связанных с фрикЬами при реверсе вращения, при этом 15ЦИО ной лентой, упоров, размещенньп

he требуется увеличивать ее габариты. дисках, штыря, закрепленного на

При достижении об /3 90° в формулеводиле., и пружин, установленных под

1(8) первые слагаемые в квадратныхуглом к оси муфты между упорами дис- Ско-бках числителя и знаменателя.

ков и штырем водила.

отличаю Т.к. величина cosCoi- -), обращаются 20 Щ а я с я тем, что, с целью повьшзев ноль и коэффициент точности при Этом становится равным единице, т.е. муфта становится абсолютно нечувствительной к изменению коэффициента Трения. Причем это достигается без . сколько-нибудь значительного увеличения радиальных и осевых габаритов муфты.

Предлагаемая фрикционная предохрания точности и надежности срабатывани за счет уменьшения влияния коэффициента трения, диски установлены на ступице водила, упоры размещены на 25 обращенных друг к другу поверхностях дисков на равном расстоянии от оси муфты, а пружины расположены попарно, закреплены каждая одним концом на штыре водила симметрично отнительная муфта обладает высокой точ- зо осительно него и под равными угла- ностью срабатывания, достаточной на-ми к оси муфты, а другим - на упорах

дежностью, простотой конструкции задисков.

ftu.

счет установки соединительных звеньев - пружин не только под углом к оси муфты, а парами, симметрично расположенными в обоих направлениях вращения.

Формула изобретения

Фрикгц онная предохранительная муф- та, содержащая барабан и водило, связанные посредством фрикционной ленты, и механизм стабилизации крутящего момента, вьшопненный в виде двух подпружиненных дисков, связанных с фрикуглом к оси муфты между упорами дис-

ков и штырем водила.

отличаю Щ а я с я тем, что, с целью повьшзения точности и надежности срабатывания за счет уменьшения влияния коэффициента трения, диски установлены на ступице водила, упоры размещены на обращенных друг к другу поверхностях дисков на равном расстоянии от оси муфты, а пружины расположены попарно, закреплены каждая одним концом на штыре водила симметрично от7

10

9аг.

F9игЛ

Редактор A. Ворович

Составитель М. Косьминова Техред М.ДидыкКорректор Н. Король

Заказ 5106/33

Тира 784

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

(ftu.S

Подписное